Klinika Papieru

Charakterystyka procesu

Przedstawiamy dwie metody masowego odkwaszania papieru obecne na rynku co najmniej od kilku lat, które są już dostępne w Polsce: metodę bückeburską (aparat Neschen C900 pracuje w Krakowie i w Warszawie) oraz technologię firmy Bookkeeper III (instalacja w Krakowie).

Odkwaszanie papieru można prowadzić dla pojedynczych kart (dokumenty, mapy, nuty, gazety, rękopisy, książki rozłożone na pojedyncze strony) oraz dla książek w całości. Skala problemu powoduje, że należy szukać masowych metod odkwaszania, czyli metod o dużej wydajności i tanich, dających się stosować:

  • w przypadku książek - bez ich rozkładania na pojedyncze karty, niezależnie od materiału okładki i sposobu jej barwienia,
  • w przypadku pojedynczych kart- bez selekcji ze względu na typ użytego tuszu, atramentu.

Od technik odkwaszania papieru oczekuje się, że spowodują:

  • wzrost pH papieru do wartości pH = 8-10,
  • pozostawią minimum półtora procentową rezerwę zasadową (czyli alkaliczny depozyt w papierze będzie w stanie zobojętnić taką ilość kwasu jak węglanu wapnia użyty w ilości 1,5% wagowych masy papieru),
  • będą tanie.

W rezultacie odkwaszania, czas życia książki czy dokumentu (wyznaczony metodą sztucznego starzenia) powinien znacznie się przedłużyć. Idealna technika odkwaszania powinna również prowadzić do oczyszczenia i wzmocnienia papieru.

Niestety, nie ma dostępnej technologii masowego odkwaszania papieru, która spełniałaby wszystkie te warunki. Przede wszystkim, istniejące techniki nie są tanie. Średnia cena odkwaszenia kilograma papieru w ofercie szeregu firm nie spada poniżej 10$. Nie ma również metody pozwalającej jednocześnie odkwaszać i wzmacniać papier w książkach.

W Internecie dostępny jest w pełnym brzmieniu raport Henk J. Porck'a z Holenderskiej Biblioteki Narodowej: Mass deacidification. An update of possibilities and limitations, przedstawiający szczegółowe omówienie metod masowego odkwaszania na rok 1996.

 

Metody masowego odkwaszania papieru

Metoda Papersave

Metoda Battelle PAPERSAVER® powstała na bazie metody Wei T'o w roku 1987. Firma Battelle Ingenieurtechnik GMBH wprowadziła szereg zasadniczych zmian do oryginalnej procedury:

  • zmieniono stosowany rozpuszczalnik na nie zagrażający środowisku (heksadimetylo-disiloksan, HDMO),
  • zastosowano jako czynnik alkaliczny etanolany magnezu i tytanu.

Instalacje do odkwaszania metodą Papersave znajduje się w Eschborn, w pobliżu Frankfurtu oraz w Lipsku. Właścicielem instalacji oraz praw patentowych do metody Battelle jest obecnie znana w świecie konserwacji firma ZFB - Zentrum für Bucherhaltung GmbH z Lipska. Firma w miejsce poprzednio używanej nazwy Battelle, posługuje się określeniem metoda Papersave. W Internecie dostępny jest szczegółowy raport z 1995 roku przygotowany przez Koninklijke Bibliotheek z Holandii na temat tej techniki odkwaszania.

rozpuszczalnik heksadimetylo-disiloksan - (CH3)3SiOSi(CH3)3
substancja zasadowa etanolany magnezu i tytanu
procedura osuszanie wstępne, próżniowe, prowadzące do zmniejszenia wilgotności papieru do poziomu 0.5-6%
impregnacja przez kilkuminutowe zanurzenie w kąpieli odkwaszającej
osuszanie końcowe, próżniowe, służące usunięciu rozpuszczalnika
kondycjonowanie na powietrzu celem przywrócenia normalnej wilgotności papieru i usunięcia resztek rozpuszczalnika (i alkoholowego zapachu)
Pierwsze trzy etapy prowadzone są przez około 100 godzin w komorze próżniowej. Kondycjonowanie może trwać do kilku tygodni. Odkwaszanie przeprowadza się dla dużych ładunków książek i druków, umieszczonych w drucianych koszach.
chemia etanolany z kąpieli odkwaszającej reagują z wodą zawartą w papierze, powstałe wodorotlenki magnezu i tytanu zobojętniają kwasy obecne w papierze. Nadmiar wodorotlenków reaguje z dwutlenkiem węgla z powietrza, powstałe węglany magnezu i tytanu tworzą rezerwę alkaliczną. Regulacja wilgotności papieru przez wstępne osuszanie pozwala sterować wielkością rezerwy alkalicznej, standardowo w zakresie 1-3%. pH papieru po odkwaszaniu mieści się w zakresie 8.0-9.4

ZFB oferuje usługi nie tylko w zakresie masowego odkwaszania książek oraz również m.in. wzmacniania pojedynczych kart dokumentów poprzez tzw. szpaltowanie.
Technika szpaltowania została wynaleziona około 1870 roku. Zniszczony materiał jest rozwarstwiany i ponownie sklejany po umieszczeniu pomiędzy rozdzielonymi stronami cienkiego i odpornego mechanicznie i chemicznie arkusza papieru. Tak wzmocniony oryginał jest następnie odkwaszany w roztworach wodnych. Obecnie operacja ta w całości wykonywana jest w sposób zmechanizowany, przy wydajności około 4000 stron dziennie.
ZFB zakupiło aparat oraz prawa patentowe do prowadzenia odkwaszania metodą DATUKOM (ZFB posługiwała się nazwą DOLOMITE), jednak techniki tej ostatecznie nie wprowadzono na rynek.

Adres:
ZFB GbmH
Mommsenst.7, D-04329 Leipzig
Telephone: +49-(0)341-259 890
  Fax: +49(0)341-259-89-99
Email: Info@zfb.com
Internet: www.zfb.com

Metoda Bookkeeper

Metodę opracował Richard Spatz w 1980 roku. Założona przez niego w 1990 roku firma Preservation Technologies, L.P. oferuje obecnie proces Bookkeeper III. Odkwaszanie prowadzone jest w siedzibie firmy w USA oraz przez oddziały PTLP w Holandii i Kanadzie. Firma Preservation Technologies oferuje również produkty służące do samodzielnego odkwaszania pojedynczych kart - pojemniki z zawiesiną odkwaszającą o pojemności od 200 ml do 8 litrów.

Technika Bookkeeper może być stosowana do książek i pojedynczych kart, bez selekcji ze względu na użyty w nich rodzaj klejów, farb czy tuszy. Nie nadaje się do odkwaszania papieru o niskiej porowatości. W trójpoziomowym cylindrze, w którym prowadzone jest odkwaszanie mieści się jednorazowo 12 lub 16 książek o formacie nie większym niż 30x23x6,4 cm.
Od 1995 roku metoda jest stosowana na masową skalę m.in. przez Bibliotekę Kongresu USA (300.000 odkwaszonych książek).

W grudniu 2006 roku na Uniwersytecie Jagiellońskim uruchomiono własną instalację do odkwaszania papieru metodą Bookkeeper, dostarczoną przez PTLP. Instalacja składa się z dwóch reaktorów - pionowego (do odkwaszania książek) i poziomego (odkwaszanie archiwaliów i dużych obiektów, jak np. oprawne tomy gazet). Roczna wydajność instalacji na UJ wyniesie docelowo 40 000 kg druków. Oprócz aparatury do odkwaszaniu druków w nowo powstałym ośrodku uruchomiono również wszechstronnie wyposażone laboratorium służące kontroli jakości odkwaszania oraz badaniom trwałości druków

W internecie dostępnych jest kilka publikacji opisujących metodę i efekty jej stosowania: raport z 1996 roku, przygotowany przez Koninklijke Bibliotheek z Holandii oraz publikacje Biblioteki Kongresu z 1994, 19971999 roku.

rozpuszczalnik perfluoroheptan
substancja zasadowa tlenek magnezu
procedura odpompowanie powietrza z komory
impregnacja (20 minut), oś na której zamocowane są rozchylone książki jest obracana i potrząsana, co ułatwia kontakt zawiesiny z wnętrzem książek
suszenie - książki suszone są próżniowo (90 minut), kąpiel odkwaszająca jest odpompowywana, filtrowana i kierowana do kolejnego pojemnika z książkami
chemia tlenek magnezu neutralizuje kwasy zawarte w papierze, jego nadmiar tworzy rezerwę alkaliczną (1.5%), pH papieru po odkwaszaniu 6.8-10.4

Adres:
Preservation Technologies, L.P.
111 Thomson Park Drive
Cranberry Township, PA 16066, USA
Tel: 1 (724) 779.2111
FAX: 1 (724) 779.9808
www.ptlp.com
mail@ptlp.com

Metoda Libertec

W metodzie Libertec odkwaszanie prowadzi się bez użycia rozpuszczalnika czy ciekłego nośnika substancji alkalicznej. Książki lub pojedyncze karty archiwaliów odkwaszane są przy użyciu suchego tlenku magnezu rozpylanego na papier. Każdy odkwaszany obiekt traktowany jest indywidualnie. Po odkwaszeniu kontrolowana jest równomierność dystrybucji tlenku magnezu - w różnych miejscach książki wykonywany jest pomiar pH. Dzienna wydajność instalacji w Norymberdze wynosi około 200 książek, koszt - 11-13 DM za 1kg papieru.

nośnik powietrze
substancja zasadowa tlenek magnezu z dodatkiem węglanu wapnia
procedura suszenie - książkę mocuje się na stojaku z rozłożonymi okładkami, strumień suchego powietrza z szerokiej dyszy dmuchawy omywając karty książki suszy je i oddziela od siebie
odkwaszanie - do strumienia powietrza dozuje się tlenek magnezu z dodatkiem węglanu wapnia, rozpylone substancje osiadają na powierzchni rozchylonych kart książki
kondycjonowanie - na książkę kieruje się strumień ciepłego (30oC) i wilgotnego powietrza, usuwa się w ten sposób nadmiar tlenku magnezu i przywraca początkową wilgotność papieru 
chemia tlenek magnezu i węglan wapnia neutralizują kwasy zawarte w papierze, ich nadmiar tworzy rezerwę alkaliczną

Adresy:

Libertec
Bibliothekendienst GmbH
Kilianstr. 86
90425 Nürnberg, Germany
Tel.: 0049 911 935373 9-0
FAX: 0049 911 5373 9-26
e-mail: e.libertec_bell@compuserve.com

Libertec Limited
Services to Libraries and Archives
54 Newstead Av.,
Stockton-on-Tees
Cleveland TS19 OTB. UK
Tel.: 0044 1642 895471
FAX: 0044 1642 895471

Metoda Neschena

Firma Neschen proponuje odkwaszania archiwaliów (tylko pojedyncze strony) metodą znaną przed 1997 rokiem, jako metoda bückeburska. Technika ta została opracowana w Archiwum Państwowym Dolnej Saksonii w Bückeburgu. Cechą szczególną jest zastosowanie do odkwaszania roztworów wodnych.
W starszych instalacjach (np. w Bückeburgu) stosowane były dwie kąpiele: pierwsza - stabilizująca, mająca za zadanie utrwalić tusze, atramenty itd., i kąpiel druga, odkwaszająco-wzmacniająca. Według firmy masa papieru po odkwaszaniu wzrasta o 3-5%, wymiary mogą zmieniać się o około 1%, może wrastać zażółcenie papieru (w zależności od zawartości ligniny). W aparaturze najnowszej generacji (np. w Archivcenter w Dahlwitz-Hoppergarten k/Berlina) kąpiele połączono nie zmieniając ich składu.

W maju 2002 r. firma Neschen zaprezentowała niewielkie urządzenie C-900 Mobile Unit. Aparat ten można uznać za zminiaturyzowaną wersję dużego urządzenia III generacji - stosowany jest ten sam roztwór jednocześnie utrwalający, odkwaszający i wzmacniający traktowane karty. Dokumenty umieszczone na podajniku przechodzą w ciągu 3-4 minut przez zbiornik z kąpielą (temperatura procesu 16oC), a następnie suszone są przez cztery minuty silnym strumieniem powietrza o temperaturze 50°C.
W październiku 2003 roku na Uniwersytecie Jagiellońskim zainstalowano i uruchomiono maszynę Neschen C-900. Był to pierwszy aparat uruchomiony poza siedzibą firmy Neschen i jednocześnie pierwsze urządzenie do masowego odkwaszania papieru zainstalowane w Polsce. Biblioteka Jagiellońska rozpoczęła już odkwaszanie druków z własnych zasobów (nieoprawne czasopisma i prace naukowe, plakaty, druki ulotne). W 2004 roku udostępniono usługę masowego odkwaszania druków metodą Neschena wszystkim zainteresowanym. Biblioteka zaprasza do przeprowadzenia testów na próbkach własnych materiałów (nieodpłatnie).

W 2005 roku w Bibliotece Narodowej w Warszawie w nowo powstałej Sekcji Masowego Odkwaszania rozpoczęto eksploatację aparatu Neschen C-900 wraz z linią automatycznego znakowania dokumentów oraz stanowiskiem do odkwaszania ręcznego (dla druków w szczególnie złym stanie) - więcej informacji na stronie WPR.

rozpuszczalnik woda
substancja zasadowa wodorowęglan magnezu Mg(HCO3)2 (0.2 mol/dcm3)
procedura Selekcja dokumentów - wszystkie dokumenty wymagają przeglądnięcia dla wyeliminowania tych, dla których wodne odkwaszanie mogłoby wyrządzić szkody, po wstępnej selekcji strony przeznaczone do odkwaszania są numerowane (usługa na życzenie), usuwane są spinacze, zszywki itp.
Odkwaszanie: wodny roztwór wodorowęglanu magnezu Mg(HCO3)2, metylocelulozy i środków do utrwalania nadruków (Mesitol, Rewin)
Suszenie w temp. około 50°C
Wygładzanie (na życzenie)
chemia Wodorowęglan magnezu neutralizuje kwasy zawarte w papierze, jego nadmiar tworzy rezerwę alkaliczną równoważną 1-2% węglanu wapnia, pH papieru po odkwaszaniu wynosi powyżej 8.5. Dla części druków występuje ich mechaniczne wzmocnienie.

Adres:
Neschen AG
Archivcenter
Windmühlenstraße 6
D-31675 Bückeburg
Tel. ++49 (0) 57 22 - 207-0
Fax ++49 (0) 57 22 - 207-197
e-mail: archivcenter@neschen.de
www.neschen.com

Firma posiada również oddział w Polsce, zajmujący się dystrybucją innych produktów firmy, nie oferuje on usług w dziedzinie odkwaszania
Neschen Polska Sp.z o.o.
ul. Topolowa 1 
41-404 Mysłowice 
tel: 32 3182723-32 
fax: 32 2238468 
e-mail: neschen@neschen.com.pl
www.neschen.com.pl

Metoda Papersave Swiss

W marcu 2000 roku otwarto w Szwajcarii zakład masowego odkwaszania papieru wykorzystujący technologię firmy Battelle Ingenieurtechnik. Wprowadzono niewielkie modyfikacje techniki, głównie w zakresie kontroli procesu. Suszenie trwa 48 godzin, właściwe odkwaszanie 1–2 godziny, suszenie końcowe 24 godziny. Kondycjonowanie celem usunięcia resztek rozpuszczalnika i przywrócenia normalnej wilgotności papieru trwa od 3 do 4 tygodni.
Właścicielem zakładu i licencji jest rząd szwajcarski, firma Nitrochemie Wimmis AG wykonuje usługę odkwaszania wraz z kontrolą jakości. Wydajność zakładu wynosi 120 ton papieru rocznie, z czego 2/3 pokrywają zamówienia Archiwów Państwowych i Biblioteki Narodowej. Zakład Papersave Swiss oferuje odkwaszanie dla innych klientów w cenie 30–50 SFr za 1 kg ładunku.
Szerszy opis przedsięwzięcia znaleźć można na stronie internetowej Archiwów Państwowych Szwajcarii.

Adres:
Nitrochemie Wimmis AG
CH-3752 Wimmis, Szwajcaria
Tel.: 41(0) 33 22 81 300
Fax: 41(0) 33 22 81 330
www.nitrochemie.com

Metoda Wei T'o

W 2004 roku firma Wei T'o zaprzestała masowego odkwaszania druków.

Nazwa metody pochodzi od chińskiego bóstwa, Wei T'o, które ochrania książki przed plagami: kradzieżą, zniszczeniem przez ogień i szkodniki. Metodę opracował w 1972 roku kierujący rozwojem tej techniki do dzisiaj Richard D. Smith.

Firma Wei T'o oferowała rozwiązania do odkwaszania papieru na masową skalę oraz szereg preparatów służących do odkwaszania pojedynczych obiektów (w tym książek). Do odkwaszania w małej skali oferowane są kąpiele, preparat do nasączania stron (pędzlem) i około dziesięciu typów aerozoli. W preparatach tych używane są różne rozpuszczalniki lub mieszanki rozpuszczalników, dodatkowo stosowany skład zmieniał się w ostatnich latach i stąd prezentowane w literaturze przedmiotu oceny rezultatów ich stosowania mogą nie być miarodajne dla obecnie oferowanych mieszanin odkwaszających.
Po 10 latach wstępnych badań system Wei T'o wdrożono w Archiwum Państwowym Kanady i począwszy od 1981 roku odkwaszaniu poddano 1 mln książek (w 1997 roku aparaturę przeniesiono do Biblioteki Narodowej). Przepisy ochrony środowiska wymuszały kolejne zmiany rozpuszczalników używanych w masowym odkwaszaniu, technikę optymalizowano również pod kątem zwiększenia stopnia odzyskania rozpuszczalnika (od 30% w 1991 roku do 95% w 1999).
Używana następnie Good News Formula nie zawiera już szkodliwych dla warstwy ozonowej substancji i jednocześnie nie powoduje rozmywania się tuszy i rozklejania książek. Jedyne ograniczenie dotyczy książek o okładkach powleczonych tworzywami sztucznymi (PCV i inne) oraz wydawnictw wydrukowanych na papierze powielaczowym. Ze względu na problemy z suszeniem masowemu odkwaszaniu nie są poddawane książki oprawione w skórę. Archiwalia mogą być poddawane odkwaszaniu w zamkniętych tekturowych pudełkach a książki z zamkniętymi okładkami. Te ostatnie umieszczane są grzbietem w dół w stalowych koszach, które są następnie ładowane do komór ciśnieniowych, w których prowadzi się obróbkę. Na gładkich lub silnie zaczernionych powierzchniach pojawia się biały nalot.

Technika Wei T'o była podstawą dla firmy Battelle (Papersave) w opracowaniu własnej techniki masowego odkwaszania papieru.

rozpuszczalnik 1,1,1,2-tetrafluoroetan (HFC-134a) + metanol + etanol
substancja zasadowa używane są dwa rodzaje, zamiennie: węglan metoksy metylowo-magnezowy (methoxy magnesium methyl carbonate MMMC) w metanolu lub węglan izopropoksy izopropyl-magnezowy (isopropoxy magnesium isopropyl carbonate) w izopropanolu
procedura suszenie - próżniowe, 36 godzin, temperatura 60-66C, wilgotność papieru po suszeniu 0.5-6.0%
odkwaszanie - pod ciśnieniem, 50 min
suszenie końcowe - próżniowe, 1 godzina
kondycjonowanie - około 12 godzin, dla przywrócenia normalnej wilgotności papieru
chemia w wyniku reakcji MMMC z wodą pozostałą w papierze powstaje zasadowy węglan magnezowy, zobojętniający kwasy obecne w papierze i tworzący rezerwę alkaliczną,
pH papieru po odkwaszaniu: 8.5-10.5

Adres:
WEI T' O ASSOCIATES, INC.
21750 Main Street, Unit 27
Matteson, IL 60443 USA
Tel: 708-747-6660
Fax: 708-747-6639
E-mail: weito@weito.com
www.weito.com (strona firmy wciąż działa, 05.2006)